Классификация острой лучевой болезни. Стохастические и детерминированные, генетические и соматические эффекты облучения, примеры.

Лучевая болезнь человека. Определение острой и хронической лучевой болезни. Периоды и фазы острой лучевой болезни.

Классификация острой лучевой болезни. Стохастические и детерминированные, генетические и соматические эффекты облучения, примеры.

Под лучевой болезнью человека понимают определённый комплекс клинических проявлений поражающего действия ионизирующих излучений на организм. Лучевая болезнь человека может принимать разнообразные клинические формы в зависимости от конкретных условий радиационного воздействия на организм.

Условия облучения характеризуются следующими основными факторами: 1) место расположения источника излучения по отношению к облучаемому организму (внешнее облучение или внутреннее облучение от инкорпорированных в организм радионуклидов); 2) вид ионизирующего излучения (гамма-, бета-, альфа-излучение и др.); 3) пространственное распределение дозы в организме (равномерное, неравномерное, тотальное, субтотальное, парциальное, местное); 4) временнóе распределение дозы (мощность дозы, кратковременное, фракционированное, пролонгированное, хроническое облучение); 5) доза облучения.

Различают 2 основные варианта лучевой болезни человека: острая лучевая болезнь (ОЛБ) и хроническая лучевая болезнь (ХЛБ). ОЛБ называют совокупность клинических синдромов, развивающихся при кратковременном (от нескольких секунд до 3 суток) облучении в дозах, превышающих 1 Гр на всё тело. Острая лучевая болезнь делится на острую лучевую болезнь от относительно равномерного общего облучения («классический» вариант ОЛБ, реально встречается редко, возникает обычно при нахождении человека на значительном удалении от мощного источника проникающего ионизирующего излучения) и острую лучевую болезнь от относительно неравномерного общего облучения (наиболее часто встречающийся вариант ОЛБ, возникает при нахождении человека вблизи от источника ионизирующего излучения или при экранировании отдельных частей тела).

ОЛБ при относительно равномерном общем облучении. В течении ОЛБ различают 3 периода: период формирования, период восстановления, период исходов и последствий.

Период формирования ОЛБ, в свою очередь, можно разделить на 4 фазы:

фаза первичной реакции;

фаза кажущегося клинического благополучия (скрытая, или латентная, фаза);

фаза выраженных клинических проявлений (фаза разгара болезни);

фаза раннего (непосредственного) восстановления.

Фазность периода формирования наиболее четко проявляется при костномозговой форме и частично – при кишечной форме лучевой болезни. Первичная реакция возникает в зависимости от дозы через несколько минут или через несколько часов после облучения. Длится от нескольких часов до 3-4 сут. Показатели первичной реакции: тошнота; рвота (от однократной до многократной и неукротимой), особенно после приема жидкости; отсутствие аппетита; иногда ощущение сухости и горечи во рту; чувство тяжести в голове, головная боль, общая слабость, сонливость; шокоподобное состояние; падение артериального давления; кратковременная потеря сознания; понос; повышенная температура; в периферической крови в первые сутки после облучения наблюдается нейтрофильный лейкоцитоз и лимфопения. Фаза кажущегося клинического благополучия. Продолжительность этой фазы зависит от дозы: может длиться 30 суток (при дозах 1-2 Гр), может вообще отсутствовать (при дозах более 10 Гр). Термин «кажущееся клиническое благополучие» применяется в данном случае из-за отсутствия клинически видимых признаков болезни, хотя целый ряд клинических признаков наблюдается все же и в этой фазе, например: в ранние сроки латентной фазы наблюдается лимфопения; в средние или поздние сроки латентной фазы наблюдаются: орофарингеальный синдром (гиперемия и эрозия слизистых рта и глотки), выпадение волос (при облучении в дозах не менее 4 Гр); тромбоцитопения и нейтрофильная лейкопения; подавление ранних стадий сперматогенеза и т.д. Фаза выраженных клинических проявлений. В зависимости от дозы облучения может наступать либо уже на 1-2 сутки, либо на 5-7 неделе после облучения. Для этой фазы наиболее типичны инфекционные осложнения и кровотечения, протекающие на фоне глубокой нейтрофильной лейкопении и тромбоцитопении. При более высоких дозах – глубокие кишечные нарушения (энтерит, парез, непроходимость), расстройства центральной регуляции кровообращения, отек мозга. Фаза раннего восстановления начинается с 45-50 суток после облучения. Показателями начала фазы раннего восстановления являются: нормализация температуры тела; улучшение самочувствия; улучшение аппетита; начало восстановление массы тела; прекращение кровоточивости; постепенная нормализация морфологических показателей крови (числа лейкоцитов, тромбоцитов, эритроцитов) – у выживших она начинается еще в фазе разгара болезни. Продолжительность фазы раннего восстановления
составляет 2-2,5 мес.К концу 3-го месяца от начала заболевания самочувствие больных становится, как правило, вполне удовлетворительным. Рост волос возобновляется к 4-му месяцу. Сперматогенез восстанавливается к 4-6 месяцу.

В зависимости от поглощенной дозы излучения различают 4 степени тяжести ОЛБ от относительно равномерного облучения: 1-2 Гр:

• ОЛБ I степени (легкой степени),

• 2‑4 Гр: ОЛБ II степени (средней степени),

• 4‑6 Гр: ОЛБ III степени (тяжелой степени),

• свыше 6 Гр: ОЛБ IV степени (крайне тяжелой степени).

ОЛБ легкой степени: дозы 1-2 Гр, типичная или костно-мозговая форма. Первичная реакция наблюдается в 30-50% случаев, начинается через 2-6 часов после облучения, прекращается в день облучения: несильная тошнота и 1-2-кратная рвота, температура тела – нормальная. Латентная фаза длится 4‑5 недель. Фаза разгара наступает на 5-7-й неделе: возможны астенические явления (повышенная утомляемость), изменения в периферической крови в фазе разгара: нейтрофилы: 1-2 тыс./мкл (в норме – 2-5,5 тыс./мкл), тромбоциты: 40‑100 тыс./мкл (в норме – 180-320 тыс./мкл). Фаза раннего восстановления начинается с 45-50-х суток после облучения. Как правило, выздоровление наступает и без лечения. Летальных исходов не наблюдается.

ОЛБ средней степени: дозы 2-4 Гр, типичная или костно-мозговая формы. Первичная реакция наблюдается в 70-80% случаев, начинается через 1-4 часа после облучения, продолжительность – от 4 до 10 часов: 2-3-кратная рвота, слабость, недомогание, температура тела иногда повышена до 37-38ºС. Латентная фаза длится 3‑4 недели. Фаза разгара наступает на 4-5-й неделе: наблюдаются кровотечения, астенический синдром (повышенная утомляемость), озможны инфекционные осложнения, изменения в периферической крови в фазе разгара: нейтрофилы: 0,5-1,5 тыс./мкл (в норме – 2-5,5 тыс./мкл), тромбоциты: 20‑40 тыс./мкл (в норме – 180-320 тыс./мкл). Фаза раннего восстановления начинается к концу 2‑го месяца. Возможно выживание до 100% облученных при наличии специализированной медицинской помощи

ОЛБ тяжей степени: дозы 4-6 Гр, типичная или костно-мозговая формы. Первичная реакция наблюдается практически в 100% случаев, начинается через 30 мин. – 1,5 часа после облучения, продолжительность – от 12 часов до 1,5 сут.: многократная рвота., значительное недомогание, температура тела повышена до 38ºС. Латентная фаза длится 1,5‑3 недели, с конца 1‑й недели возможны проявления орофарингеального синдрома (гиперемия и эрозия слизистых рта и глотки) и эритема кожи. Фаза разгара наступает на 2-5-й неделе: наблюдаются тяжелые инфекционные и геморрагические осложнения. Смерть может наступить от сепсиса, пневмонии, кровоизлияний. Изменения в периферической крови в фазе разгара: нейтрофилы: 0,1-0,5 тыс./мкл (в норме – 2-5,5 тыс./мкл), тромбоциты: 10‑30 тыс./мкл (в норме – 180-320 тыс./мкл). Возможно выживание до 30-50% облученных при наличии специализированной медицинской помощи

ОЛБ крайне тяжелой степени: дозы Выше 6 Гр,

1) Кишечно-кроветворная форма (6-10 Гр): Первичная реакция развивается через 20-30 мин, длится – до 3-4 сут.: многократная рвота, значительное недомогание, температура – от 38ºС и выше. Латентная фаза нечеткая, некоторое улучшении состояния к 3‑4 сут, слабость и утомляемость, орофарингеальный синдром. Фаза разгара наступает на 8-12 сут.: кишечные нарушения (жидкий стул), почти полное исчезновение из крови нейтрофилов и тромбоцитов. Возможно выживание до 10% при наличии специализированной мед. Помощи. 2) Кишечная форма (10-20 Гр). Первичная реакция развивается через 20-30 мин, длится – до 3-4 сут: неукротимая рвота, понос, полуобморочное состояние, температура – всегда выше 38ºС. Латентная фаза практически отсутствует. Фаза разгара - с 6‑8 суток – резкое ухудшение (т-ра – до 39‑40ºС), вновь усиливается рвота, боли в животе, понос. Развиваются тяжелые поражения слизистой полости рта и глотки. Резкое снижение числа нейтрофилов и тромбоцитов в крови. Гибель на 8‑15 сутки при явлениях энтерита (воспаления), пареза (паралича) или непроходимости кишечника, а также сердечно-сосудистой недостаточности. Выживание невозможно. 3) Токсемическая, или сердечно-сосудистая, форма (20‑80 Гр). Первичная реакция развивается через 10‑20 мин6 неукротимая рвота, понос, полуобморочное состояние. Т-ра – всегда выше 38ºС. Латентная фаза отсутствует. Фаза разгара. С 2‑4 сут. – общая интоксикация, гемодинамические нарушения, слабость, головная боль, тахикардия. С 3‑5 сут. – отек мозга. Центральные расстройства регуляции кровообращения являются непосредственной причиной смерти, которая наступает на 4‑7‑е сутки. Изменения в крови иногда даже не успевают развиться. Выживание невозможно. 4) Нервная, или церебральная, форма (80‑100 Гр). После облучения возможна потеря сознания на несколько десятков минут, потом – неукротимая рвота и понос. Затем апатия, изменение сознания, отек мозга, прогрессирующая гипотония. Смерть – на 1‑3‑и сутки. Изменения в крови не успевают развиться. Выживание невозможно.

Основные отличия острого радиационного поражения у животных и человека:

· дозы, достаточные для развития костномозгового синдрома у человека (2-3 Гр), не вызывают серьезных нарушений кроветворения у мышей, кроликов и крыс (для этого нужны дозы, равные 6-8 Гр);

• различаются сроки развития костномозгового синдрома: у человека он развивается на 4-5 нед., а у крыс, кроликов, мышей, обезьян, морских свинок, собак и свиней – на 2-3 нед. после облучения;
• различаются сроки развития кишечного синдрома: у человека он развивается на 8-15 сут., а у крыс, мышей, – на 3-6 сут. после облучения;
• относительно большие размеры тела человека приводят к тому, что общее облучение практически не может быть равномерным, тогда как при облучении мелких лабораторных животных (мышей, крыс, морских свинок) общее облучение является практически равномерным;

· первичная реакция на облучение у грызунов внешне менее выражена, по-видимому, из-за отсутствия у них рвотного центра (у человека он расположен в продолговатом мозге); с другой стороны, у кроликов наблюдается мощная первичная реакция на облучение – они погибают «под лучем» уже при дозах 12-15 Гр.

ОЛБ при относительно равномерном внешнем общем облучении у человека встречается редко. В большинстве же реальных случаев наблюдаются многообразные варианты неравномерного радиационного воздействия. 2 крайних случая неравномерного облучения: 1) общее относительно неравномерное облучение (неравномерность облучения создается в результате ослабления излучения по глубине тела человека или частичного экранирования некоторых участков тела внешними предметами), 2) локальное (местное) или парциальное облучение (неравномерность облучения создается в результате экранирования большей части тела или локального радиационного воздействия). Локальное или парциальное облучение вызывает, главным образом, поражение тех жизненно-важных органов или систем, которые подверглись наибольшему облучению. Жизненно важные системы организма или его органы, нарушение функционирования которых причиняет наибольший вред для организма или его потомства в конкретных условиях лучевого воздействия, получили название критических. Поэтому при локальном или парциальном облучении критическими могут стать не органы кроветворения или слизистая кишечника, которые являются критическими при общем облучении, а другие органы и ткани, нарушение функционирования которых причиняет наибольший вред в конкретных условиях лучевого воздействия. Критическими могут быть самые различные органы и ткани, например, кожа, сердце, легкие, хрусталик глаза и т.д. (в конце дополнительно про облучение головы и кожи).

Хронической лучевой болезнью (ХЛБ) называют клинический синдром, развивающийся при длительном воздействии на организм ионизирующего излучения в дозах, превышающих 0,1 Гр в год и суммарно достигающих не менее 0,7‑1,5 Гр. Сроки развития хронической лучевой болезни варьируют от 1 до 10 лет. Ведущим синдромом ХЛБ в периоде ее формирования является костномозговой синдром, проявляющийся в снижении числа нейтрофилов, лимфоцитов, тромбоцитов и при относительно высокой мощности дозы – эритроцитов. Наряду с костномозговым синдромом в периоде формирования ХЛБ характерными также являются изменения в нервной системе, проявляющиеся в нарушении нервно-сосудистой регуляции, головных болях, головокружениях, астеническом синдроме (повышенной утомляемости, общей слабости, сонливости), треморе пальцев и других. Ведущими причинами смерти при ХЛБ являются злокачественные новообразования. Наиболее часто встречаются злокачественные опухоли кожи и костей, рак молочной и щитовидной железы, яичников, легких, а также лейкозы.

Детерминированные (нестохастические) эффекты облучения – биологические эффекты, вызванные ионизирующим излучением в облученном организме, которые возникают при достижении определенного дозового порога, а выше дозового порога вероятность их появления и степень проявления увеличиваются с дальнейшим повышением дозы. Стохастические эффекты облучения – биологические эффекты, вызванные ионизирующим излучением в облученном организме или его потомстве, не имеющие дозового порога возникновения, вероятность появления которых увеличивается при повышении доз, а тяжесть проявления не зависит от дозы.

Примеры. Детерминированные эффекты облучения возникают, главным образом, в результате гибели клеток, приводящей к нарушению функции ткани, которую они составляют. К ним относятся, в частности, непосредственные проявления острого лучевого поражения, радиационные синдромы, нарушение репродуктивной функции, поражение кожи, возникновение катаракты. Наблюдаются в основном в ближайшие сроки после облучения, реже – в отдаленные сроки (например, катаракта). Порог для разных детерминированных эффектов может наблюдаться при дозах от 0,1 Гр до нескольких десятков грей. Так, например, порог временной (обратимой) стерильности мужчин при однократном облучении семенников составляет около 0,15 Гр, а порог постоянной (необратимой) стерильности – 3,5‑6 Гр. Порог для постоянной стерильности женщин при остром облучении – 2,5‑6 Гр. Порог возникновения катаракты у человека при остром воздействии g- или рентгеновского излучения лежит в диапазоне 2‑6 Гр; для нейтронного излучения порог в 3-9 раз ниже. Порог достоверного подавления кроветворения в красном костном мозге человека при остром облучении наблюдается при 0,15 Гр. Стохастические эффектыоблучения возникают в результате мутагенного действия ионизирующего излучения, т.е. когда клетка под действием излучения не погибает, но в ней происходит повреждение генома, могут возникать как в самом облученном организме, так и у потомства облученного организма. К стохастическим эффектам облучения относятся радиоиндуцированные опухоли, возникающие в различных тканях облученного организма. Наиболее часто встречаются злокачественные опухоли кожи, костей, молочной и щитовидной желез, яичников, легких, а также лейкозы. Стохастические эффекты возникают через длительное время после облучения, т.е. являются отдаленными последствиями облучения. Поскольку существуют механизмы клеточного восстановления, стохастические эффекты при малых дозах маловероятны, однако с увеличением дозы облучения их вероятность возрастает. Тяжесть же этих эффектов не зависит от дозы. Лучевые изменения половых клеток могут привести к возникновению стохастических эффектов в виде наследственных болезней или уродств у потомства облученного организма.

Соматические эффекты облучения – вредные биологические эффекты, вызванные ионизирующим излучением в соматических (т.е. не половых) тканях облученного организма. Могут быть как детерминированными, так и стохастическими, как ранними (проявления острой лучевой болезни и локальные лучевые повреждения), так и отдаленными (сокращение продолжительности жизни, возникновение опухолей, катаракты и др.).

Генетические (наследственные) эффекты облучения – вызванные ионизирующим излучением биологические эффекты, обусловленные повреждением генома (появление доминантных и рецессивных генных мутаций) половых клеток облученного организма и проявляющиеся у его потомства. Относятся к стохастическим эффектам облучения. Могут быть как неблагоприятными (вредными), так и благоприятными (полезными). Полезные генетические эффекты используют для выведения более продуктивных штаммов микроорганизмов и сортов растений. (26.3.1)

Дополнительно! Местные лучевые поражения при облучении головы.Характерна выраженная первичная реакция: тошнота, рвота, головная боль, гиперемия кожи лица, слизистых оболочек носа и полости рта. Позднее возникают геморрагические явления (кровотечения из носа и десен), боль при движении глазных яблок, чувство жжения в области век, воспаление слизистых оболочек носа и полости рта. На 17‑18‑е сутки может произойти эпиляция бровей, ресниц и волос на голове (при дозах > 4 Гр; стойкая эпиляция при доза >7 Гр). При дозах 50‑100 Гр на 3‑5 сутки развивается отек мозга. В отдаленные сроки (через несколько лет) формируется катаракта (помутнение хрусталика) – минимальная однократная катарактогенная доза составляет 2-6 Гр для g- и рентгеновского облучения (нейтронное излучение в 3‑9 раз более эффективно в отношении развития катаракты, чем g-облучение).

При всех типах местного облучения обычно при достаточно высокой дозе облучения происходит поражение кожи. Наиболее характерное проявление лучевого поражения кожи — эритема (покраснение). Различают 3 волны появления эритемы. Первая волна –первичная (ранняя) эритема может возникнуть через несколько минут или часов (обычно через 12-24 часа) после облучения и сохраняется в течение нескольких часов, максимум – 1 суток. Пороговой дозой для появления первичной эритемы является 3 Гр (особенно для кожи лица и груди). Однако, на коже ладоней первичная эритема может пройти незамеченной даже при дозе 10 Гр. Вторая волна –основная эритема – появляется на облученном участке кожи после латентного периода в срок от 3‑5 суток до 3‑4 недель после облучения. В легких случаях (<12 Гр) основная эритема завершается приобретением кожей буроватого оттенка. Кожа становится сухой и начинает шелушиться (сухая десквамация – сухое шелушение). При более тяжелых случаях (12-30 Гр) основная эритема сопровождается отеком, образованием пузырей, сначала мелких, а затем сливающихся друг с другом с образованием более крупных пузырей. Поверхностный слой кожи начинает отслаиваться и обнажается нежная розовая эпителизированная поверхность. Этот процесс называется влажная десквамация – влажное шелушение. При еще более тяжелых случаях (30-50 Гр) основная эритема завершается эрозией кожи, появлением язв и в особо тяжелых случаях – некрозом кожи. Возможен тяжелейший, не поддающийся терапии болевой синдром. Заживление язв очень медленное, длится месяцами, глубокие язвы не заживают без оперативного лечения (пересадка кожи). Часты рецидивы язв – поздние лучевые язвы могут возникать через 2-3 года. При дозах 30‑100 Гр – последствия облучения включают также образование рубцов на коже, деформацию костей, вторичное инфицирование. В крайних случаях необходима ампутация. Если язвенный процесс не развился возникает третья волна эритемы (на 6‑10‑й неделе после облучения).

Терапия острой лучевой болезни. Основное направление в терапии ОЛБ – это борьба с проявлениями костно-мозгового синдрома, поэтому первое, что следует предпринять – это оценить, хотя бы ориентировочно, дозу облучения. Если полученная больным доза соответствует дозовому диапазону костно-мозговой формы ОЛБ или смешанной кроветворно-кишечной формы ОЛБ, то есть вполне определенная вероятность (либо весьма высокая, либо низкая) благоприятного исхода при осуществлении специализированной медицинской помощи. Главная задача терапии ОЛБ – продлить период, в течение которого организм будет продолжать жить до тех пор, пока не произойдет хотя бы частичное восстановление системы кроветворения. Восстановление системы кроветворения и, соответственно, исход костно-мозговой формы ОЛБ в первую очередь зависит от количества сохранивших жизнеспособность кроветворных стволовых клеток. Даже после общего облучения в дозе 10 Гр сохранившиеся в организме кроветворные стволовые клетки способны обеспечить восстановление кроветворения.

Надо помочь организму продержаться довольно длительный промежуток времени. Это время нужно для того, чтобы из малого числа оставшихся стволовых клеток образовался пул такого размера, который позволит части стволовых клеток начать дифференцировку с образованием клеток-предшественников различных ростков кроветворения, которые, в свою очередь, дадут начало клеткам сначала пролиферирующего, затем созревающего и, наконец, функционального пула.

Терапевтические мероприятия: трансфузия нейтрофилов, трансфузия тромбоцитов, трансфузия эритроцитов (при анемии, обычно возникающей при обильных кровопотерях), мероприятия, направленные на ускорение восстановления костного мозга (введение цитокинов – низкомолекулярных регуляторных белков), трансплантация костного мозга (только аутологичного [собственного костного мозга, взятого перед облучением] или изологичного [от однояйцового близнеца]), переливание солевых растворов и глюкозы для компенсации утраты воды и электролитов, сопровождающей поражение кишечника, введение одновременно или последовательно нескольких антибиотиков широкого антибактериального действия (аминогликозиды, цефалоспорины, полусинтетические пенициллины) в максимальных дозировках (раннее назначение антибиотиков наиболее эффективно), введение средств, уменьшающих побочное действие антибиотиков.

неклеточные средства, увеличивающие свертываемость крови и прочность капилляров (эригем, дицинон и др.).